ПРОИСХОЖДЕНИЕ ВСЕЛЕННОЙ. УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ УНИВЕРСУМА.

Описаны основные модели и теории происхождения вселенной. ...

СОДЕРЖАНИЕ
1. Введение 3
2. Происхождение Вселенной 4
3. Теория цикличности Вселенной 5
4. Теория Большого взрыва 6
5. Релятивистская модель Вселенной 11
6. Модель расширяющейся Вселенной 12
7. Уровни организации универсума 14
8. Список используемой литературы 16

Введение
Во все времена люди хотели узнать, как появилась Вселенная, как появилась окружающая их природа и как появился сам человек. Когда в культуре господствовали мифологические представления, происхождение мира объяснялось сотворением его Богом из ничего. Давний спор религий, философов и ученых о возникновении и ходе развития Вселенной сводился в основном к вопросу о её возникновении, либо о её безначальном существовании. С появлением науки в ее современном понимании на смену мифологическим и религиозным приходят научные представления о происхождении Вселенной.
Следует разделять три близких термина: бытие, универсум и Вселенная. Первый является философским и обозначает все существующее, бытующее. Второй употребляется и в философии, и в науке, не имея специфической философской нагрузки, и обозначает все как таковое.Значение термина Вселенная более узкое и приобрело специфически научное звучание. Вселенная — место вселения человека, доступное эмпирическому (с греч. - опыт) наблюдению.
По вопросу происхождения Вселенной написано очень много работ, как древних философов, так и современников. Работы делятся как на самые наивные, так и совершенно непонятные для простого человека тексты, перегруженные научными терминами. Но основными идеями происхождения Вселенной стали четыре теории:теория цикличности Вселенной; теория Большого взрыва;Релятивистская модель Вселенной; Модель расширяющейся Вселенной.

Возможно, спиральные галактики образуются в результате слияния протогалактик в скоплениях. Вначале образуется объект неправильной формы, затем за несколько сотен миллионов летнеровности сглаживаются, и образуется массивная эллипская галактика. Постепенно в результате вращения такой галактики может образовываться дискообразная структура, которая со временем будет приобретать облик спиральной галактики. Подтверждением этой точки зрения является наличие галактик переходного типа, занимающих промежуточное положение между спиральными и эллиптическими галактиками.Также есть предположение, почему в скоплениях галактик присутствует одна гигантская галактика, а остальные - мелкие. Считается, что вначале гигантская галактика лишь немного превосходила по своим размерам соседние галактики. Но по меретого, как галактика двигалась по спиральной траектории к центру скопления, она заглатывала более мелкие системы. Мелкие галактики, обреченные на "съедение", называют галактиками-миссионерами.Галактики существуют в виде групп (несколько галактик), скоплений (сотни галактик) и облаков скоплений (тысячи галактик). Одиночные галактики во Вселенной встречаются очень редко. Средние расстояния между галактиками в группах и скоплениях в 10-20 раз больше, чем размеры самых крупных галактик. Гигантские галактики имеют размеры до 18 млн. световых лет. Наиболее удаленные из наблюдаемых ныне галактик находятся на расстоянии 10 млрд. световых лет. Свет этих звезд идет к нам миллионы лет, поэтому мы наблюдаем их такими, какими они были много световых лет назад. Пространство между галактиками заполнено газом, пылью и разного рода излучениями. Основное вещество, составляющее межзвездный газ -водород, на втором месте - гелий. Следует отметить, что водород и гелий - наиболее распространенные вещества не только в межзвездном пространстве, но и вообще во Вселенной.Наша Галактика - Млечный путь - имеет форму диска с выпуклостью в центре - ядром, от которого отходят спиралевидные рукава. Ее толщина - 1,5 тыс. световых лет, а диаметр - 100 тыс. световых лет. Возраст нашей Галактики составляет около 15 млрд. лет. Она вращается довольно сложным образом: значительная часть ее галактической материи вращается дифференциально, вокруг Солнца. Другая часть диска нашей Галактики вращается твердотельно, как музыкальный диск, крутящийся на проигрывателе. Теория Большого взрываПо современным представлениям, наблюдаемая нами сейчас Вселенная возникла примерно 18млрд лет назадиз некоторого начального сингулярного состояния с гигантскими температурой и плотностью и с тех пор непрерывно расширяется и охлаждается.Но она расширяется не куда-то, а просто увеличивается в размерах. У Вселенной нет центра, от которого могли бы удаляться галактики. Между галактиками существуют не силы отталкивания, а силы притяжения: это всем известные силы гравитации. В последнее время ученым удалось определить, что скорость расширения Вселенной, начиная с определённого момента в прошлом, постоянно увеличивается, что уточняет некоторые концепции теории Большого взрыва. В результате гравитационной нестабильности в разных зонах образовавшихся галактик могут сформироваться плотные «протозвездные образования» с массами, близкими к массе Солнца. Начавшийся процесс сжатия будет ускоряться под влиянием собственного поля тяготения. Процесс этот сопровождает свободное падение частиц облака к его центру – происходит гравитационное сжатие. В центре облака образуется уплотнение, состоящее из молекулярного водорода и гелия. Возрастание плотности и температуры в центре приводит к распаду молекул на атомы, ионизации атомов и образованию плотного ядра протозвезды. Ученые утверждают, что произошел Большой взрыв, в результате которого в процессе охлаждения Вселенной возникли элементарные частицы, тела, звезды, планеты и, наконец, человек. Взрыв произошел в силу особых свойств вакуума. Не нынешнего вакуума, который, также обладает весьма интересными свойствами, а вакуума, существовавшего до Большого взрыва. По мере остывания космический материал испытывал последовательные фазы перехода. Жизнь возникала в холодной Вселенной.Холодная Вселенная привела к формированию уровней организации природы (материи), которые образуют некоторую иерархию: элементарные частицы, атомы, молекулы, макротела. Успехи космологии и космогонии 18-19 вв. завершились созданием классической полицентрической картины мира. Вселенная в этом представлении о мире считается бесконечной в пространстве и во времени, т.е. вечной. Основной закон, управляющий движением и развитием небесных тел, - закон всемирного тяготения. Пространство никак не связано с находящимися в нем телами, играя пассивную роль вместилища для этих тел. Время также не зависит от материи, являясь универсальной длительностью всех природных явлений и тел. Количество звезд, звездных систем и планет во Вселенной бесконечно велико. Каждое небесное тело проходит длительный жизненный путь. На смену погибшим, точнее погасшим, звездам приходят новые, молодые светила. В таком виде классическая космологическая модель Вселенной господствовала в науке вплоть до конца 19 в.К концу 19 века появились серьезные сомнения в классической модели, которые приняли форму космологических парадоксов - фотометрического, гравитационного и термодинамического.В 18 веке швейцарский астроном Р. Шезо высказал сомнения по поводу пространственной бесконечности Вселенной. Если предположить, что в бесконечной Вселенной существует бесконечное множество звезд и они распределены в пространстве равномерно, то тогда по любому направлению взгляд земного наблюдателя непременно натыкался бы на какую-нибудь звезду. Тогда небосвод, сплошь усеянный звездами, имел бы бесконечную светимость, т.е. такую поверхностную яркость, что даже Солнце на его фоне казалось бы черным пятном. Однако этого не происходит, поэтому данное парадоксальное утверждение получило в астрономии название фотометрического парадокса Шезо-Ольберса.В конце 19в. немецкий астроном К. Зеелигер обратил внимание на другой парадокс, также вытекающий из представлений о бесконечности Вселенной. В бесконечной Вселенной, с равномерно распределенными в ней телами сила тяготения со стороны всех тел Вселенной на данное тело оказывается бесконечно большой или неопределенной.Поскольку этого не происходит, Зеелигер сделал вывод, что количество небесных тел во Вселенной ограничено, а значит и сама Вселенная небесконечна. Это утверждение получило название гравитационного парадокса.Термодинамический парадокс был сформулирован также в 19в. Он вытекает из второго начала термодинамики - принципа возрастания энтропии. Мир полон энергии, которая подчиняется закону сохранения энергии. Кажется, что из этого закона неизбежно вытекает вечный круговорот материи во Вселенной. Если в природе материя не исчезает и не возникает из ничего, а лишь переходит из одной формы существования в другую, то Вселенная вечна, а материя пребывает в постоянном круговороте. Таким образом, погасшие звезды снова превращаются в источник света и тепла. Поэтому неожиданно прозвучал вывод из второго начала термодинамики, открытого в середине 19в. Кельвином и Р.Ю.Э. Клаузисом. При всех превращениях различные виды энергии, в конечном счете, переходят в тепло, которое стремится к состоянию термодинамического равновесия, т.е. рассеивается в пространстве. Так как такой процесс рассеяния тепла необратим, то рано или поздно все звезды погаснут, все активные процессы в природе прекратятся, наступит «тепловая смерть Вселенной».Таким образом, три космологических парадокса заставили ученных усомниться в классической космологической модели Вселенной, побудили их к поискам новых непротиворечивых моделей. Релятивистская модель ВселеннойНовая модель Вселенной была создана в 1917 году А. Эйнштейном. Ее основу составила релятивистская теория тяготения. Эйнштейн отказался от постулатов абсолютности и бесконечности пространства и времени, однако сохранил принцип стационарности, неизменности Вселенной во времени и ее конечности в пространстве. Свойства Вселенной, по мнению Эйнштейна, определяются распределением в ней гравитационных масс, Вселенная безгранична, но при этом замкнута в пространстве. Согласно этой модели пространство однородно и изотропно, т.е. во всех направлениях имеет одинаковые свойства; материя распределена в нем равномерно; время бесконечно, а его течение не влияет на свойства Вселенной. На основании своих расчетов Эйнштейн сделал вывод, что мировое пространство представляет собой четырехмерную сферу.Объем такой Вселенной может быть выражен, хотя и очень большим, но конечным числом кубометров. Но конечная по объему Вселенная в то же время безгранична, как поверхность любой сферы. Вселенная Эйнштейна содержит ограниченное число звезд и звездных систем, и поэтому к ней неприменимы фотометрический и гравитационный парадоксы. В то же время наступление тепловой смерти грозит и Вселенной Эйнштейна. Вечность ей не присуща.Таким образом, несмотря на новизну идей, Эйнштейн в своей космологической теории ориентировался на привычную классическую мировоззренческую установку на статичность мира. Модель расширяющейся ВселеннойВ 1922 г., советский геофизик и математик А.А. Фридман на основании строгих расчетов установил, что Вселенная никак не может быть стационарной. Фридман сделал это открытие, опираясь на сформулированный им космологический принцип, строящийся на двух предположениях: об изотропности и однородности Вселенной.